Multidrug-resistant Salmonella spp. in fecal samples of pigs with suspected salmonellosis in Antioquia, Colombia, 2019-2021.

Objectives: To determine the proportion of Salmonella enterica in fecal samples of live pigs with suspected salmonellosis analyzed at the diagnostic unit of the University of Antioquia, Colombia between 2019 and 2021, and examine the serotypes and antimicrobial resistance patterns. Methods: This was a laboratory-based cross-sectional study of routine data on fecal samples received from pig farms in all nine subregions of Antioquia state, Colombia. Salmonella spp. detection at the university is done using enrichment, selective culture, and polymerase chain reaction. Serotypes were identified using the Kauffmann-White scheme and isolates were tested for antimicrobial susceptibility using broth microdilution. Results: Of 653 samples tested, 149 (23%) were positive for S. enterica. Nine serotypes were identified. The most common were Salmonella Typhimurium (56%) and its monophasic variant (35%). Resistance to ampicillin (70%) was most frequently observed, followed by ciprofloxacin (55%), and sulfamethoxazole-trimethoprim (52%). No isolates were resistant to amikacin and gentamicin. Multidrug resistance (resistance to ≥ 3 classes of antibiotics) was observed in 61 (44%) isolates. Multidrug resistance was highest in S. Typhimurium (57%) compared with the other serotypes. Serotype was associated with multidrug resistance (p = 0.01), but age of the pig and sub-region were not. Conclusions: The proportion of Salmonella spp. and the associated high levels of multidrug resistance are of concern and may indicate irrational use of antimicrobials and poor management practices in pig production systems in the region. Strengthened surveillance is needed to monitor and improve farm management practices and the use of antimicrobials in farms in Colombia.

Multidrug-resistant Salmonella spp. in fecal samples of pigs with suspected salmonellosis in Antioquia, Colombia, 2019–2021

[ABSTRACT]. Objectives. To determine the proportion of Salmonella enterica in fecal samples of live pigs with suspected salmonellosis analyzed at the diagnostic unit of the University of Antioquia, Colombia between 2019 and 2021, and examine the serotypes and antimicrobial resistance patterns. Methods. This was a laboratory-based cross-sectional study of routine data on fecal samples received from pig farms in all nine subregions of Antioquia state, Colombia. Salmonella spp. detection at the university is done using enrichment, selective culture, and polymerase chain reaction. Serotypes were identified using the Kauffmann–White scheme and isolates were tested for antimicrobial susceptibility using broth microdilution. Results. Of 653 samples tested, 149 (23%) were positive for S. enterica. Nine serotypes were identified. The most common were Salmonella Typhimurium (56%) and its monophasic variant (35%). Resistance to ampicillin (70%) was most frequently observed, followed by ciprofloxacin (55%), and sulfamethoxazole–trimethoprim (52%). No isolates were resistant to amikacin and gentamicin. Multidrug resistance (resistance to ≥ 3 classes of antibiotics) was observed in 61 (44%) isolates. Multidrug resistance was highest in S. Typhimurium (57%) compared with the other serotypes. Serotype was associated with multidrug resistance (p = 0.01), but age of the pig and sub-region were not. Conclusions. The proportion of Salmonella spp. and the associated high levels of multidrug resistance are of concern and may indicate irrational use of antimicrobials and poor management practices in pig production systems in the region. Strengthened surveillance is needed to monitor and improve farm management prac- tices and the use of antimicrobials in farms in Colombia.

[RESUMEN]. Objetivos. Determinar la proporción de Salmonella enterica en muestras fecales de cerdos vivos con pre- sunta salmonelosis analizadas en la unidad de diagnóstico de la Universidad de Antioquia (Colombia) entre el 2019 y el 2021, así como examinar los serotipos y los patrones de resistencia a los antimicrobianos. Métodos. Se trata de un estudio transversal de laboratorio sobre datos ordinarios de muestras fecales pro- venientes de granjas porcinas de las nueve subregiones del departamento de Antioquia (Colombia). La detección de Salmonella spp. en la universidad se realiza mediante el enriquecimiento, el cultivo selectivo y la reacción en cadena de la polimerasa. Se identificaron los serotipos con el esquema de Kauffmann-White y se examinaron las cepas aisladas para determinar la susceptibilidad antimicrobiana mediante microdilución en caldo. Resultados. De las 653 muestras analizadas, 149 (23%) dieron un resultado positivo para S. enterica. Se iden- tificaron nueve serotipos. Los más comunes fueron Salmonella typhimurium (56%) y su variante monofásica (35%). La resistencia a la ampicilina fue la observada con mayor frecuencia (70%), seguida de la resisten- cia al ciprofloxacino (55%) y al sulfametoxazol-trimetoprima (52%). Ninguna cepa aislada fue resistente a la amikacina y la gentamicina. Se observó resistencia a múltiples fármacos (resistencia a tres o más clases de antibióticos) en 61 cepas (44%). La resistencia a múltiples fármacos fue más elevada en el caso de S. typh- imurium (57%) en comparación con los otros serotipos. Se asoció el serotipo con la resistencia a múltiples fármacos (p = 0,01), a diferencia de la edad del cerdo y la subregión. Conclusiones. La proporción de Salmonella spp. y los elevados niveles asociados de resistencia a múltiples fármacos son preocupantes y pueden ser un indicativo de uso irracional de antimicrobianos y malas prácticas de gestión en los sistemas de producción porcina de la región. Es necesario reforzar la vigilancia para dar seguimiento y mejorar las prácticas de gestión agropecuaria y el uso de antimicrobianos en las granjas en Colombia.

[RESUMO]. Objetivos. Determinar a proporção de Salmonella enterica em amostras de fezes de suínos vivos com sus- peita de salmonelose analisadas na unidade de diagnóstico da Universidade de Antioquia, Colômbia, entre 2019 e 2021, e examinar seus sorotipos e padrões de resistência a antimicrobianos. Métodos. Estudo transversal, de base laboratorial, utilizando dados de rotina de amostras de fezes recebidas de suinocultores em todas as nove sub-regiões do estado de Antioquia, Colômbia. A detecção de Salmonella spp. na Universidade é feita por enriquecimento, cultura seletiva e reação em cadeia da polimerase. Os sorotipos foram identificados usando o esquema de Kauffmann-White, e os isolados foram testados quanto à suscetibilidade aos antimicrobianos pelo método de microdiluição em caldo. Resultados. Das 653 amostras testadas, 149 (23%) foram positivas para S. enterica. Foram identificados nove sorotipos. Os mais comuns foram Salmonella Typhimurium (56%) e sua variante monofásica (35%). A resistência à ampicilina (70%) foi observada com maior frequência, seguida pela resistência ao ciprofloxa- cino (55%) e ao sulfametoxazol/trimetoprima (52%). Nenhum isolado apresentou resistência à amicacina ou gentamicina. Multirresistência (resistência a ≥ 3 classes de antibióticos) foi observada em 61 isolados (44%). A multirresistência foi mais comum em S. Typhimurium (57%), em comparação aos outros sorotipos. Foi con- statada associação da multirresistência com sorotipos (p = 0,01), mas não com idade do suíno ou sub-região. Conclusões. A proporção de Salmonella spp. e os níveis elevados associados de multirresistência a antimi- crobianos aqui constatados são preocupantes, e podem indicar uso irracional de antimicrobianos e práticas inadequadas de manejo nos sistemas de suinocultura da região. É preciso fortalecer a vigilância para moni- torar e melhorar as práticas de manejo agrícola e o uso de antimicrobianos em fazendas na Colômbia.

Multidrug-resistant Salmonella spp. in fecal samples of pigs with suspected salmonellosis in Antioquia, Colombia, 2019-2021 / Salmonella spp. multirresistentes en muestras fecales de cerdos con presunta salmonelosis en Antioquia, Colombia, 2019-2021 / Salmonella spp. multirresistente em amostras fecais de suínos com suspeita de salmonelose em Antioquia, Colômbia, 2019-2021

ABSTRACT Objectives. To determine the proportion of Salmonella enterica in fecal samples of live pigs with suspected salmonellosis analyzed at the diagnostic unit of the University of Antioquia, Colombia between 2019 and 2021, and examine the serotypes and antimicrobial resistance patterns. Methods. This was a laboratory-based cross-sectional study of routine data on fecal samples received from pig farms in all nine subregions of Antioquia state, Colombia. Salmonella spp. detection at the university is done using enrichment, selective culture, and polymerase chain reaction. Serotypes were identified using the Kauffmann-White scheme and isolates were tested for antimicrobial susceptibility using broth microdilution. Results. Of 653 samples tested, 149 (23%) were positive for S. enterica. Nine serotypes were identified. The most common were Salmonella Typhimurium (56%) and its monophasic variant (35%). Resistance to ampicillin (70%) was most frequently observed, followed by ciprofloxacin (55%), and sulfamethoxazole-trimethoprim (52%). No isolates were resistant to amikacin and gentamicin. Multidrug resistance (resistance to ≥ 3 classes of antibiotics) was observed in 61 (44%) isolates. Multidrug resistance was highest in S. Typhimurium (57%) compared with the other serotypes. Serotype was associated with multidrug resistance (p = 0.01), but age of the pig and sub-region were not. Conclusions. The proportion of Salmonella spp. and the associated high levels of multidrug resistance are of concern and may indicate irrational use of antimicrobials and poor management practices in pig production systems in the region. Strengthened surveillance is needed to monitor and improve farm management practices and the use of antimicrobials in farms in Colombia.

RESUMEN Objetivos. Determinar la proporción de Salmonella enterica en muestras fecales de cerdos vivos con presunta salmonelosis analizadas en la unidad de diagnóstico de la Universidad de Antioquia (Colombia) entre el 2019 y el 2021, así como examinar los serotipos y los patrones de resistencia a los antimicrobianos. Métodos. Se trata de un estudio transversal de laboratorio sobre datos ordinarios de muestras fecales provenientes de granjas porcinas de las nueve subregiones del departamento de Antioquia (Colombia). La detección de Salmonella spp. en la universidad se realiza mediante el enriquecimiento, el cultivo selectivo y la reacción en cadena de la polimerasa. Se identificaron los serotipos con el esquema de Kauffmann-White y se examinaron las cepas aisladas para determinar la susceptibilidad antimicrobiana mediante microdilución en caldo. Resultados. De las 653 muestras analizadas, 149 (23%) dieron un resultado positivo para S. enterica. Se identificaron nueve serotipos. Los más comunes fueron Salmonella typhimurium (56%) y su variante monofásica (35%). La resistencia a la ampicilina fue la observada con mayor frecuencia (70%), seguida de la resistencia al ciprofloxacino (55%) y al sulfametoxazol-trimetoprima (52%). Ninguna cepa aislada fue resistente a la amikacina y la gentamicina. Se observó resistencia a múltiples fármacos (resistencia a tres o más clases de antibióticos) en 61 cepas (44%). La resistencia a múltiples fármacos fue más elevada en el caso de S. typhimurium (57%) en comparación con los otros serotipos. Se asoció el serotipo con la resistencia a múltiples fármacos (p = 0,01), a diferencia de la edad del cerdo y la subregión. Conclusiones. La proporción de Salmonella spp. y los elevados niveles asociados de resistencia a múltiples fármacos son preocupantes y pueden ser un indicativo de uso irracional de antimicrobianos y malas prácticas de gestión en los sistemas de producción porcina de la región. Es necesario reforzar la vigilancia para dar seguimiento y mejorar las prácticas de gestión agropecuaria y el uso de antimicrobianos en las granjas en Colombia.

RESUMO Objetivos. Determinar a proporção de Salmonella enterica em amostras de fezes de suínos vivos com suspeita de salmonelose analisadas na unidade de diagnóstico da Universidade de Antioquia, Colômbia, entre 2019 e 2021, e examinar seus sorotipos e padrões de resistência a antimicrobianos. Métodos. Estudo transversal, de base laboratorial, utilizando dados de rotina de amostras de fezes recebidas de suinocultores em todas as nove sub-regiões do estado de Antioquia, Colômbia. A detecção de Salmonella spp. na Universidade é feita por enriquecimento, cultura seletiva e reação em cadeia da polimerase. Os sorotipos foram identificados usando o esquema de Kauffmann-White, e os isolados foram testados quanto à suscetibilidade aos antimicrobianos pelo método de microdiluição em caldo. Resultados. Das 653 amostras testadas, 149 (23%) foram positivas para S. enterica. Foram identificados nove sorotipos. Os mais comuns foram Salmonella Typhimurium (56%) e sua variante monofásica (35%). A resistência à ampicilina (70%) foi observada com maior frequência, seguida pela resistência ao ciprofloxacino (55%) e ao sulfametoxazol/trimetoprima (52%). Nenhum isolado apresentou resistência à amicacina ou gentamicina. Multirresistência (resistência a ≥ 3 classes de antibióticos) foi observada em 61 isolados (44%). A multirresistência foi mais comum em S. Typhimurium (57%), em comparação aos outros sorotipos. Foi constatada associação da multirresistência com sorotipos (p = 0,01), mas não com idade do suíno ou sub-região. Conclusões. A proporção de Salmonella spp. e os níveis elevados associados de multirresistência a antimicrobianos aqui constatados são preocupantes, e podem indicar uso irracional de antimicrobianos e práticas inadequadas de manejo nos sistemas de suinocultura da região. É preciso fortalecer a vigilância para monitorar e melhorar as práticas de manejo agrícola e o uso de antimicrobianos em fazendas na Colômbia.

High antimicrobial resistance in Salmonella spp. and Escherichia coli isolates from swine fecal samples submitted to a veterinary diagnostic laboratory in Colombia

Background: Commensal microflora such as Escherichia coli and Enterococcus spp. are representative indicators of antimicrobial resistance (AMR) as they are part of the normal intestinal microflora and can acquire and disseminate AMR to pathogenic or zoonotic bacteria like Salmonella spp. Objective: To investigate the state of AMR among E. coli and Salmonella spp., potential pathogens in humans, isolated from cecal contents of pigs submitted to a veterinary diagnostic laboratory in Colombia from 2016 to 2019. Methods: Susceptibility testing was conducted using the Kirby-Bauer disk diffusion method according to the Clinical and Laboratory Standards Institute guidelines for antimicrobial zone diameter breakpoints. An E. coli strain (ATCC 25922) was used as the quality control organism. Isolates showing resistance to three or more antimicrobial classes were classified as multidrug-resistant (MDR) as defined by a joint group of the European Centre for Disease prevention and Control and the Center for Disease Control and Prevention of the USA. Results: A total of 112 E. coli and 192 Salmonella spp. colonies were isolated from 557 samples received between 2016 and 2019. In order of decreasing frequency, E. coli was resistant to tetracycline (100%), sulfamethoxazol-trimethoprim (97.5%), amoxicillin (86.4%), enrofloxacin (82.6%), tylosin (82.1%), doxycycline (59%), neomycin (50%), ciprofloxacin (45.5%), ceftiofur (35%), gentamicin (30%), tilmicosin (29%), and fosfomycin (12.5%). When compared with E. coli, Salmonella spp. was generally resistant to the same agents with slightly less resistance (between 10-30%) to eight of the antimicrobials tested. Salmonella spp. showed <20% resistance to three antimicrobials, as follows: neomycin (17%), gentamicin (16%), and fosfomycin (14%). Multi-resistance occurred in 68.7% (77/112) of E. coli and 70.3% (135/192) of Salmonella spp. isolates. Resistance of Salmonella spp. was alarming to all the critically important antimicrobials tested: fluoroquinolones (enrofloxacin, ciprofloxacin), ceftiofur (third- generation cephalosporin), and macrolides (tylosin). Conclusions: According to our results, there is a high level of multi- drug resistance (MDR) in E. coli and Salmonella spp. It is necessary to implement a nationwide antimicrobial resistance monitoring program in Colombia, together with proper antimicrobial prescribing guidelines for pigs. The indiscriminate use of antimicrobial growth promoters by the swine industry is generating widespread bacterial resistance and should be discontinued.

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Antecedentes: Flora comensal como espécies de Escherichia coli e Enterococcus são tipicamente escolhidas como indicadores representativos de la resistência antimicrobiana (AMR), pois fazem parte da flora intestinal normal e podem adquirir e disseminar AMR a bactérias patogênicas ou zoonóticas como Salmonella spp. Objetivo: Investigar o estado da AMR entre E. coli e Salmonella spp. isolados do conteúdo cecal de porcos colombianos submetidos ao Laboratório de Diagnóstico Veterinário de 2016 a 2019, ambos sendo patógenos potenciais em humanos. Métodos: O teste de suscetibilidade foi conduzido usando o método de difusão em disco Kirby-Bauer de acordo com as diretrizes do Instituto de Padrões Clínicos e Laboratoriais para pontos de quebra de diâmetro da zona antimicrobiana. A cepa de E. coli (ATCC 25922) foi usada como organismo de controle de qualidade. Os isolados que apresentam resistência a três ou mais classes de antimicrobianos foram classificados como multirresistentes (MDR), conforme definido por um grupo conjunto do Centro Europeu para Prevenção e Controle de Doenças e Centro para Controle e Prevenção de Doenças dos EUA. Resultados: Um total de 112 E. coli e 192 Salmonella spp. foram isolados de 557 amostras submetidas entre 2016 e 2019. Em ordem decrescente de frequência, a resistência a E. coli foi: tetraciclina (100%), sulfametoxazol-trimetoprim (97,5%), amoxicilina (86,4%), enrofloxacina (82,6%), tilosina (82,1%), doxiciclina (59%), neomicina (50%), ciprofloxacina (45,5%), ceftiofur (35%), gentamicina (30%), tilmicosina (29%) e fosfomicina (12,5%). Quando comparada com E. coli, Salmonella spp. foi geralmente resistente aos mesmos agentes com resistência ligeiramente menor (entre 10-30%) a oito dos antimicrobianos. Apenas três antimicrobianos apresentaram resistência a Salmonella spp. abaixo de 20% da seguinte forma: neomicina (17%), gentamicina (16%) e fosfomicina (14%). Multi-resistência ocorreu em 68,7% (77/112) de E. coli e 70,3% (135/192) de Salmonella spp. isolados. Resistência de Salmonella spp. foi alarmante para todos os antimicrobianos criticamente importantes testados: fluoroquinolonas (enrofloxacina, ciprofloxacina), ceftiofur (cefalosporina de terceira geração) e macrolídeos (tilosina). Conclusões: Esses resultados indicam um alto nível de resistência a múltiplos medicamentos (MDR) e que um Programa Nacional de Monitoramento da Resistência Antimicrobiana é necessário para a Colômbia, juntamente com a implementação de diretrizes de prescrição de antimicrobianos para suínos. O uso indiscriminado de antimicrobianos para promoção de crescimento na indústria suína está claramente promovendo resistência generalizada e deve ser interrompido.

AN OVERVIEW ON THE PHYLOGENETIC CLASSIFICATION OF Brucella / EVOLUCIÓN EN LA CLASIFICACIÓN FILOGENÉTICA DE Brucella

SUMMARY The genus Brucella is a globally distributed intracellular pathogen that affects animals and humans and presents low genetic variability, which is a challenge for its phylogenetic reconstruction. Genus differentiation originally occurred due to its preference for a certain host and analyses throughout the years to classify the genus Brucella and its strains, depended on the techniques used, the number of strains or the methods of phylogenetic reconstruction. Its history goes from recognizing the entire genus as unique B. mellitensis species with multiple varieties, to recognizing more than ten species. This review shows the journey through the techniques that have been used to differentiate the genus Brucella, which, although they have generated clarity in the grouping of some species, still leaves doubts in related to the oldest species, their divergence and the type of grouping of the new species discovered. The application of new technologies such as phylogenomics is contributing to solve these questions.

RESUMEN Las especies del género Brucella son patógenos de distribución mundial que afecta, tanto a los animales como al hombre, los cuales, presentan baja variabilidad genética, convirtiéndolo en un reto para su reconstrucción filogenética y diferenciación. La diferenciación originalmente se dio, debido a su preferencia por cierto hospedero. A través de los años, se han realizado diferentes análisis para clasificar el género Brucella y las variaciones que presenta, que dependen de las técnicas empleadas para su clasificación, las especies, el número de cepas o los métodos de reconstrucción filogenética. La historia pasa desde reconocer a todo el género como una única especie B. mellitensis con múltiples variedades, a reconocer más de diez especies. En esta revisión, se hace una travesía, a través de las diferentes técnicas que se han utilizado en el tiempo, para clasificar el género Brucella que, aunque han generado claridad en el agrupamiento de algunas especies, aun dejan dudas en relación a las especies más antiguas, su divergencia y el tipo de agrupación de las nuevas especies descubiertas. La aplicación de nuevas tecnologías, como la filogenómica, está contribuyendo a resolver estos interrogantes.